Լողացող բազմապարամետր ջրի որակի սենսորներ ակվակուլտուրայում և ծովային մոնիթորինգում. նորարարական կիրառություններ

Աբստրակտ
Ջրային տնտեսության ակտիվացման և ծովային միջավայրի պաշտպանության պահանջարկի աճի հետ մեկտեղ, ջրի որակի մոնիթորինգի ավանդական մեթոդները այլևս չեն կարող բավարարել իրական ժամանակի, բազմաչափ պահանջները: Այս հոդվածը համակարգված կերպով ուսումնասիրում է քաղցրահամ ջրային ջրային ջրանցքներում և ծովային միջավայրերում լողացող բազմապարամետր ջրի որակի սենսորների տեխնոլոգիական սկզբունքները և կիրառման արժեքը: Համեմատական ​​​​փորձերի միջոցով հաստատվում են հիմնական պարամետրերի, ինչպիսիք են լուծված թթվածինը, pH-ը, պղտորությունը և հաղորդականությունը, մոնիթորինգի արդյունավետության առավելությունները: Բացի այդ, քննարկվում է IoT տեխնոլոգիայի ինտեգրումը ինտելեկտուալ մոնիթորինգի համակարգերի համար: Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ այս տեխնոլոգիան 83%-ով կրճատում է ջրի որակի անոմալիաների արձագանքման ժամանակը և 42%-ով՝ ջրային գյուղատնտեսության հիվանդությունների հաճախականությունը՝ ապահովելով հուսալի տեխնիկական աջակցություն ժամանակակից ջրային տնտեսության և ծովային էկոլոգիական պաշտպանության համար:

1. Տեխնիկական սկզբունքներ և համակարգի ճարտարապետություն

Լողացող բազմապարամետրային սենսորային համակարգը ընդունում է մոդուլային դիզայն, որի հիմնական բաղադրիչները ներառում են՝

• Սենսորների զանգված. Ինտեգրված օպտիկական լուծված թթվածնի սենսոր (±0.1 մգ/լ ճշգրտություն), pH ապակե էլեկտրոդ (±0.01), չորս էլեկտրոդային հաղորդունակության զոնդ (±1% FS), պղտորության ցրման միավոր (0–4000 NTU):
• Լողացող կառուցվածք. Բարձր խտության պոլիէթիլենային պատյան՝ արևային էներգիայի մատակարարմամբ և ստորջրյա կայունացուցիչներով։
• Տվյալների փոխանցում. Աջակցում է 4G/BeiDou երկռեժիմային փոխանցմանը՝ կարգավորելի նմուշառման հաճախականությամբ (5 րոպե–24 ժամ):
• Ինքնամաքրման համակարգ. Ուլտրաձայնային հակաբիոլոգիական սարքը երկարացնում է սպասարկման ժամանակահատվածները մինչև 180 օր։

2. Կիրառությունները քաղցրահամ ջրային ակվակուլտուրայի ջրանցքներում

2.1 Լուծված թթվածնի դինամիկ կարգավորում

Ցզյանսուի Macrobrachium rosenbergii գյուղատնտեսական տարածքներում սենսորային ցանցը հետևում է DO-ի տատանումներին իրական ժամանակում (2.3–8.7 մգ/լ): Երբ մակարդակը իջնում ​​է 4 մգ/լ-ից ցածր, աէրատորները ավտոմատ կերպով ակտիվանում են՝ 76%-ով նվազեցնելով հիպօքսիայի դեպքերը:

2.2 Սնուցման օպտիմալացում

pH-ի (6.8–8.2) և պղտորության (15–120 NTU) տվյալները համեմատելով՝ մշակվել է դինամիկ կերակրման մոդել, որը 22%-ով բարելավել է կերի օգտագործումը։

3. Ծովային միջավայրի մոնիթորինգի առաջընթացներ

3.1 Աղիության հարմարվողականություն

Տիտանի համաձուլվածքից պատրաստված էլեկտրոդները պահպանում են գծային արձագանքը (R² = 0.998) 5–35 psu աղիության միջակայքերում, ընդ որում՝ Ֆուջիանի ծովային վանդակային փորձարկումներում դիտվել է <3% տվյալների շեղում։

3.2 Մակընթացության փոխհատուցման ալգորիթմ

Դինամիկ բազային ալգորիթմը վերացնում է ամոնիակային ազոտի չափումների (0–2 մգ/լ) ժամանակ մակընթացային տատանումների ազդեցությունը, նվազեցնելով սխալը մինչև ±5% Ցիանտանգ գետի գետաբերանի փորձարկումներում։

4. Ինտերնետային իրերի ինտեգրման լուծումներ

Եզրային հաշվողական հանգույցները հնարավորություն են տալիս տեղական տվյալների նախնական մշակման (աղմուկի նվազեցում, արտառոց ցուցանիշների հեռացում), մինչդեռ ամպային հարթակները աջակցում են բազմաչափ վերլուծությունը.

• Ջրիմուռների ծաղկման թեժ կետերի տարածաժամանակային ջերմային քարտեզներ
• LSTM մոդելներ, որոնք կանխատեսում են ջրի որակի 72-ժամյա միտումները
• Բջջային հավելվածի ծանուցումներ (արձագանքի ուշացում <15 վրկ)

5. Ծախս-օգուտ վերլուծություն

Համեմատած ավանդական ձեռքով նմուշառման հետ՝

• Մոնիթորինգի ծախսերը տարեկան կրճատվել են 62%-ով
• Տվյալների խտությունը մեծացել է 400 անգամ
• Ջրիմուռների ծաղկման մասին նախազգուշացումները հրապարակվել են 48 ժամ առաջ
• Ակվակուլտուրաների գոյատևման մակարդակը բարելավվել է՝ հասնելով 92.4%-ի։

6. Մարտահրավերներ և ապագայի հեռանկարներ

Ներկայիս սահմանափակումներից են կենսաբանական աղտոտման խանգարումը (հատկապես 28°C-ից բարձր ջերմաստիճանում) և խաչաձև պարամետրերի խանգարումը: Ապագա ուղղությունները ներառում են.

• Գրաֆենի վրա հիմնված սենսորային նյութեր
• Ինքնավար ստորջրյա ռոբոտի կարգաբերում
• Բլոկչեյնի վրա հիմնված տվյալների ստուգում

Եզրակացություն

Լողացող բազմապարամետրային մոնիթորինգի համակարգերը տեխնոլոգիական թռիչք են ներկայացնում «ընդհատվող նմուշառումից» դեպի «շարունակական զոնդավորում», ապահովելով կարևոր աջակցություն խելացի ձկնորսության և ծովային էկոլոգիական պահպանման համար: 2023 թվականին Չինաստանի գյուղատնտեսության նախարարությունը նման սարքերը ներառեց...Ժամանակակից ակվակուլտուրայի ֆերմայի ստանդարտներ, ազդարարելով ապագայում լայն կիրառման մասին։

Մենք կարող ենք նաև առաջարկել բազմազան լուծումներ՝

1. Ձեռքի ջրաչափ՝ բազմաչափ ջրի որակի համար

2. Լողացող բու համակարգ՝ բազմապարամետր ջրի որակի համար

3. Ավտոմատ մաքրող խոզանակ բազմապարամետր ջրի սենսորի համար

4. Սերվերների և ծրագրային անլար մոդուլի ամբողջական հավաքածու, աջակցում է RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN

Ավելի շատ ջրի սենսորների համար տեղեկատվություն,

խնդրում ենք կապվել Honde Technology Co., LTD-ի հետ։

Email: info@hondetech.com

Ընկերության կայքէջ՝www.hondetechco.com

Հեռ․՝ +86-15210548582